申请日2012.06.06
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C02F1/78; C02F101/30; C02F1/28; C02F1/36
摘要
本实用新型提供的一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，利用高级氧化技术的原理，将微纳米级的臭氧气泡与超声波协同作用，优化臭氧溶解效率，使高浓度高盐度难降解有机废水得到有效处理。包括微纳米气泡发生器、微纳米气泡反应器、臭氧发生装置以及超声波发生器和换能器，微纳米气泡发生器包括微纳米气泡发生器主机以及曝气头，微纳米气泡发生器主机包括能够实现气液在密闭条件下混合的溶气装置以及与溶气装置连接的增压泵，溶气装置的进气口连接臭氧发生装置，进水口与所述微纳米气泡反应器相连，出水口连接在设置于微纳米气泡反应器内的曝气头上;微纳米气泡反应器内还具有与超声波发生器连接的超声波换能器。
权利要求书
1.一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，包括盛装有高浓度高盐度难降解有机废水的微纳米气泡反应器、微纳米气泡发生器、臭氧发生装置以及超声波发生器和超声波换能器，所述微纳米气泡发生器包括微纳米气泡发生器主机以及微纳米气泡曝气头，所述微纳米气泡发生器主机包括能够实现气液在密闭条件下混合的溶气装置以及与溶气装置连接的提供动力的增压泵，所述溶气装置的进气口连接臭氧发生装置，进水口通过管路与所述微纳米气泡反应器相连，出水口通过管路连接在设置于所述微纳米气泡反应器内的曝气头上;所述超声波换能器也设置于所述微纳米气泡反应器内，并与所述超声波发生器通过管路连接。
2.根据权利要求1所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述臭氧发生装置包括臭氧发生器和与臭氧发生器连接的纯氧供应装置，所述纯氧供应装置为能提供稳定流量的氧气浓度>90%的纯氧制氧机、纯氧发生器、纯氧储罐或纯氧钢瓶;所述臭氧发生器能够产生质量百分比>5%的高浓度臭氧。
3.根据权利要求2所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡发生器的溶气装置为文丘里射流器;所述与文丘里射流器连接的增压泵为离心泵，所述增压泵产生的特定压力的压力范围在0.2MPa～1.0MPa之间。
4.根据权利要求3所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡发生器的曝气头在微纳米气泡反应器中产生的微纳米臭氧气泡直径为40～50μm。
5.根据权利要求4所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述超声波发生器产生的特定频率和功率是指频率为3.0～3.5MHz，单位面积输出功率为1mW/cm2～290W/cm2;所述换能器为探头式换能器或震板式换能器;所述超声波换能器设置在微纳米气泡反应器内水面30cm以下位置。
6.根据权利要求5所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡反应器内还集成有活性炭过滤装置;所述溶气装置的进水口位于所述活性炭过滤装置的左侧区域，所述曝气头和换能器均位于活性炭过滤装置的右侧区域。
7.根据权利要求6所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡反应器的出水口还连接包含有所述活性炭过滤装置的过滤罐。
8.根据权利要求7所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述活性炭过滤装置为果壳烧制的颗粒活性炭过滤层，所述颗粒活性炭上负载催化剂。
9.根据权利要求1至8之一所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡反应器还连接用于监测微纳米气泡反应器水相温度的温度控制仪。
10.根据权利要求9所述的高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡反应器为间歇式反应器或连续流式反应器;所述间歇式反应器或连续流式反应器为敞开式容器或密闭式容器;所述微纳米气泡反应器容器的容积为水力停留时间达到5min～60min，最长水力停留时间达到60min～300min。
说明书
一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，特别是涉及一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统。
背景技术
高浓度难降解有机废水一直是水处理行业一个较大的难题，同时还含有高盐度的情况下， 普通的处理方法更是无法达到处理要求。
一般情况下，废水处理的常规工艺多采用生化处理，传统的生化处理方法对于高浓度难 降解有机废水无法达到处理要求，这主要是因为，难降解有机物对于微生物的氧化反应是较 难实现的，其稳定的苯环结构、长链结构、或者具有较多的官能团，都阻碍了微生物的氧化 过程，如果废水中含有较高的盐度，那么对于微生物而言更是无法承受的，废水中的盐度可 以强烈地抑制细菌，使细菌的生长和繁殖条件无法达到，最终导致生化处理系统的崩溃。而 采用厌氧生化工艺，对于处理高浓度难降解的有机废水也不能具有很好的水解作用，如果在 盐度较高的情况下，产甲烷菌无法正常生长，厌氧反应也受到较大影响。因此，对于高浓度 高盐度的难降解有机废水很难采用生化处理工艺。
物理和化学技术在生化方法无法进行的时候显得格外适用，对于高浓度高盐度的有机废 水目前国内和国际采用的技术多为蒸发法、反渗透膜过滤法、高级氧化法、萃取法等。蒸发 法主要是通过降低饱和蒸汽压、加热等手段，实现废水中污染物的浓缩和分离，在工程应用 中经常出现结垢问题;反渗透过滤法是通过在有机膜的一段增加压力克服渗透压，实现水和 有机物、盐类的分离，在工程中经常出现膜污染和报废的问题;萃取同样是利用溶质在不同 溶剂中的溶解度差异进行污染物的分离和富集，萃取法国内应用的案例较少，主要是因为废 水的水量较大，同时萃取剂较为昂贵，工程对反应条件的要求较高，这些方法虽然能够使废 水中的污染物分离，水质得到净化，但是污染物本身并没有变化，经过浓缩后依旧难以处理， 形成二次污染。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Process，简称AOP)被定义为可产生大量羟基自 由基(HO·自由基)的技术过程，即利用各种光、声、电、磁等物理和化学过程产生大量自由 基，进而利用自由基的强氧化特性对废水中有机物进行降解的技术过程。高级氧化技术是通 过不同途径产生羟基自由基(HO·)的过程。HO·自由基一旦形成，会诱发一系列的自由基链 反应，攻击水体中的各种有机污染物，直至降解为二氧化碳、水以及其它矿物盐。另外，HO· 自由基无选择地直接氧化废水中的有机污染物，反应完全且不会产生二次污染，还可以与其 它技术联合使用进而产生更好的处理效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，利用高级氧化技 术的原理，将微纳米级的臭氧气泡与超声波协同作用，优化臭氧溶解效率，针对高浓度高盐 度难降解有机废水进行深度氧化处理，有效解决高浓度高盐度难降解有机废水处理的难题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：
一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，其特征在于，包括盛装有高浓度高盐度难 降解有机废水的微纳米气泡反应器、微纳米气泡发生器、臭氧发生装置以及超声波发生器和 超声波换能器，所述微纳米气泡发生器包括微纳米气泡发生器主机以及微纳米气泡曝气头， 所述微纳米气泡发生器主机包括能够实现气液在密闭条件下混合的溶气装置以及与溶气装置 连接的提供动力的增压泵，所述溶气装置的进气口连接臭氧发生装置，进水口通过管路与所 述微纳米气泡反应器相连，出水口通过管路连接在设置于所述微纳米气泡反应器内的曝气头 上;所述超声波换能器也设置于所述微纳米气泡反应器内，并与所述超声波发生器通过管路 连接;所述超声波换能器与微纳米气泡曝气头在微纳米气泡反应器中产生协同作用，所述协 同作用是指所述微纳米气泡发生器通过曝气头在增压泵特定压力下产生的臭氧微纳米气泡在 超声波发生器和换能器产生的特定频率和功率的超声波环境中能够迅速缩小和破灭。
所述臭氧发生装置包括臭氧发生器和与臭氧发生器连接的纯氧供应装置，所述纯氧供应 装置为能提供稳定流量的氧气浓度>90%的纯氧制氧机、纯氧发生器、纯氧储罐或纯氧钢瓶; 所述臭氧发生器能够产生质量百分比>5%的高浓度臭氧。
所述微纳米气泡发生器的溶气装置为文丘里射流器;所述与文丘里射流器连接的增压泵 为离心泵，所述增压泵产生的特定压力的压力范围在0.2MPa～1.0MPa之间。
所述微纳米气泡发生器的曝气头在微纳米气泡反应器中产生的微纳米臭氧气泡直径为 40～50μm。
所述超声波发生器产生的特定频率和功率是指频率为3.0～3.5MHz，单位面积输出功率 为1mW/cm2～290W/cm2;所述超声波换能器为探头式换能器或震板式换能器;所述超声波换能 器设置在微纳米气泡反应器内水面30cm以下位置。
所述微纳米气泡反应器内还集成有活性炭过滤装置;所述溶气装置的进水口位于所述活 性炭过滤装置的左侧区域，所述曝气头和换能器均位于活性炭过滤装置的右侧区域。
所述微纳米气泡反应器的出水口还连接包含有所述活性炭过滤装置的过滤罐。
所述活性炭过滤装置为果壳烧制的颗粒活性炭过滤层，所述颗粒活性炭上负载催化剂。
所述微纳米气泡反应器还连接用于监测微纳米气泡反应器水相温度的温度控制仪。
所述微纳米气泡反应器为间歇式反应器或连续流式反应器;所述间歇式反应器或连续流 式反应器为敞开式容器或密闭式容器，所述微纳米气泡反应器容器的容积为水力停留时间达 到5min～60min，最长水力停留时间达到60min～300min。
本实用新型的技术效果：
本实用新型提供的一种高浓度高盐度难降解有机废水处理系统，通过微纳米气泡发生器 与高臭氧发生装置结合，产生大量微米和纳米级的臭氧气泡，并通过特定频率和功率的超声 波发生器以及换能器，与臭氧微纳米气泡协同作用，使微纳米气泡发生器通过曝气头在增压 泵特定压力下产生的臭氧微纳米气泡在超声波发生器和换能器产生的特定频率和功率的超声 波环境中能够迅速缩小和破灭,形成大量具有超强氧化能力的羟基自由基，与废水中的有机污 染物进行氧化反应，最终将污染物氧化分解为H2O和CO2，达到对高浓度高盐度难降解有机废 水得到有效处理;还增加活性炭过滤装置，通过活性炭的催化和吸附功能，在反应过程中进 行多次过滤和循环，可以实现对含高浓度有机物的废水、含高浓度有机物并含有高盐度的废 水、难降解有机废水、及其他有机物废水的有机物的有效降解，去除率可以达到80%以上， 可以在化工、食品、生物制药、有机合成等领域广泛应用，无二次污染，解决高浓度高盐度 有机废水处理的难题。并可与反渗透膜工艺、蒸发工艺结合，实现水处理的不同要求。
